二、教学方式与学时课堂讲解、设计分析、学生练习2学时公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

1、第9讲 小车往返PLC控制系统设计与编程 一、教学目标1熟悉运输小车往返工作原理与工作过程2. 掌握运输小车往返PLC控制主电路设计方法3掌握运输小车往返PLC控制电路设计方法4掌握运输小车往返PLC控制程序设计与调试方法5. 熟悉元件布置图和接线图绘制方法二、教学方式与课时课堂讲解、设计分析、学生练习，2课时第1页第9讲 小车往返PLC控制系统设计与编程 三、教学重点1运输小车往返PLC控制电路设计2运输小车往返PLC控制程序设计3. 小车往返PLC控制系统调试注意事项四、思索题1运输小车往返PLC控制电路有何特点？ 2. 周期性小车往返运输和单周期小车往返运输有何区分？ 3在返回过程中间增

2、加一处卸料功效，接口电路和控制程序怎样实现？ 第2页1.运输小车往返工作示意图 当小车停在原位（后限位开关SQ1）时，按下开启按钮，小车开始右行，右行到一定位置将前限位开关SQ2压下，小车停顿右行，装料电磁阀YV1得电开始装料，装料时间为8秒，装完料小车开始左行；左行到一定位置将后限位开关SQ1压下，小车停顿左行开始卸料，卸料时间为6秒，卸料结束，小车完成一个工作周期。第3页2.运输小车往返控制要求 （1）含有两种工作方式即单周期和连续运行。单周期是指开启1次运行1个工作周期；连续运行是指开启后连续地、周期性地运行1个过程。（2）含有单处装料和卸料功效。（3）运料小车由电机拖动，含有小车向左行

3、、右行控制。（4）在连续运行时，按下停顿按钮，小车要完成一个工作周期后停于原位。 （5）设有电动机过载反馈信号，且发生过载时切断输出。第4页3.控制方案设计 用继电器实现运输小车往返控制按SB2或压合SQ2，KM1得电自锁，工作台左行。按SB3或压合SQ1，KM2得电自锁，工作台右行。SQ3、SQ4为极限位置保护。第5页 PLC实现运输小车往返控制方案设计1.控制系统结构 ：PLC作为控制器，1个电动机、1个隔离开关 3 个熔断器、2个接触器、1个热继电器 1个开启按钮、1个停顿按钮、1个工作方式选择开关 2个限位开关、2个电磁阀，1个过载反馈信号2.软硬件控制功效划分 ： 运输小车控制装置由

4、硬件电路和控制程序组成。硬件电路主要实现运输小车工作方式选择，工作人员指令输入、故障信号检测等。软件部分主要负责系统控制初始化处理、相关信号采集、判断处理、信息输出等。3.控制思绪 第6页4.运输小车往返PLC控制系统设计与制作任务 （1）正确选择低压电器，完成主电路设计；（2）正确选择PLC机型，完成接口电路设计；（3）能进行控制柜设计，完成装配图、接线图与接线表绘制；（4）完成PLC控制系统软件设计与系统调试工作 ；第7页运输小车PLC控制系统主电路设计小车往返运输控制，主电路中只要电动机能正反转即可，电路图以下： 运输小车电动机额定功率为4kW，满载时转速为2890r/min、电流8.1

5、A、效率85%、功率原因0.88，堵转电流是额定电流7.5倍，下面来选择主电路相关电器。 第8页运输小车PLC控制系统主电路器件选择1组合开关QS1选择：控制全压起动电动机时，其电流应选为电动机电流1.52.5倍。本题电动机电流8.1A，取2.5倍为20.25A，确定开关型号为H15-25/3。2熔断器选择：对于单台电动机，熔体电流应等于电动机电流1.52.5倍，取2.5倍为20.25A，确定熔断器型号为RL1-60/20。3接触器选择：控制普通电动机，选取接触器容量大于电动机电流1.25倍即可。本题电动机电流8.1A，取1.25倍为10.125A，确定接触器型号为CJ20-10/03（10A

6、）。4热继电器FR1选择：对于普通电动机，热继电器整定电流等于电动机电流（95%105%）倍，确定热继电器型号为JR20-10/14R（整定电流78.610）。第9页运输小车PLC控制系统接口电路设计 PLC接口电路设计关键点在于合理选择PLC机型，正确设计输入和输出设备接口电路。 选择PLC机型应考虑以下几个原因：（1）I/O点数要求。确定实际控制I/O点数，再按1520备用量选择控制系统I/O点数。（2）存放器种类和存放器最大容量，以及是否能够扩张。（3）I/O响应时间要求。包含输入电路延迟，输出电路延迟和由扫描工作方式引发时间延迟等。第10页运输小车PLC控制系统 PLC机型运输小车控制

7、：起动按钮1个、工作方式选择开关1个、连续方式停顿按钮1个、后行程开关1个、前行程开关1个，故障信号1个共有6个开关输入量。输出需控制接触器KM1、KM2线圈，电磁阀YV1和YV2线圈，共需4个输出控制信号。 依据运输小车控制所需输入量和输出量，同时考虑留有适当余量， 选择S7-CPU222，它有8个输入，6个输出，能够满足系统控制要求。第11页运输小车PLC控制系统 接口电路第12页接口电路元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单设备代号名称型号规格数量备注PLC可编程序控制器S7-CPU222 AC/DC/继电器8点输入/6点输出1M电动机Y2-112M-24kW,2890r/min1Q

8、S1主电路电源开关HZ15-25/31QF1控制电路电源开关DZ5-20/230-6.5A1T1隔离变压器380V/220V，1kW1FU1、FU2、FU3熔断器RL1-60/20熔座60A/熔体20A3FU4、FU5熔断器RL1-15熔座15A/熔体5A2第13页接口电路元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单设备代号名称型号规格数量备注KM1KM2接触器CJ20-10/03线圈电压220V2热继电器热继电器JR20-101整定在8.37ASB1起动按钮LA19-11绿色1SB2连续方式停顿按扭LA19-11红色1S1工作方式开关S1161SQ1行程开关LX

9、2-1311自动复位SQ2行程开关LX2-1311自动复位XT接线端子TB5铜线2 mm2红色、绿色铜线2.5mm2黑第14页运输小车元器件布置图第15页接线图接线图是依据电气原理及电器元件布置图绘制，它表示成套装置连接关系，是电气安装、维修、查线依据。第16页运输小车PLC控制系统接线图第17页运输小车PLC控制系统PLCI/O地址分配表 输入输出PLC输入端外接元器件功效PLC输出端外接元器件功效I0.0按钮SB1起动Q0.0KM1线圈正转控制I0.1按钮SB2停顿Q0.1KM2线圈反转控制I0.2开关S1工作方式选择Q0.2YV1线圈装料控制I0.3行程开关SQ1停顿左行Q0.3YV2线

10、圈卸料控制I0.4行程开关SQ2停顿右行I0.5热继电器FR1过载信号第18页运输小车PLC控制程序1程序设计分析工作过程分析：小车停顿在原位，按下起到按钮SB1KM1线圈得电KM1主触头闭合小车右行SQ2被压下小车停顿右行开始装料延时8秒停顿装料小车左行SQ1被压下小车停顿左行开始卸料延时6秒停顿卸料，完成一个工作周期。一个工作周期完成后，将按照工作方式不一样，进行不一样处理，所以将程序分为单周期工作和连续运行工作两部分来设计。第19页运输小车PLC控制程序2单周期程序设计分析工作方式开关S1在断开位置，单周期工作方式。小车停在原位时，按下起到按钮SB1，小车开始右行，右行到一定位置将SQ2

11、压下，小车停顿右行开始装料，装料时间为8s，装完料小车开始左行，左行到一定位置将SQ1压下，小车停顿左行开始卸料，卸料时间为6s，卸料结束小车处于待机状态。若想重新循环一次，则需要重新按下起动按钮SB1。分别用中间继电器M0.0M0.4来表示单周期方式下右行状态、装料状态、左行状态、卸料状态、待机状态。第20页单周期程序设计分析第21页运输小车PLC控制程序3连续工作程序设计分析工作方式开关S1在闭合位置，系统处于连续运行工作方式。小车停顿在原位，按下起到按钮SB1小车右行SQ2被压下小车停顿右行开始装料延时8s后停顿装料小车左行SQ1被压下小车停顿左行开始卸料延时6 s后停顿卸料，小车右行，然后循环。假如按下停顿按钮SB2，则等此次循环结束后系统处于停顿状态。分别用中间继电器M0.5、M0.6、M0.7、M1.0、M1.1来表示连续运行工作方式下右行状态、装料状态、左行状态、卸料状态、待机状态。 第22页连续运行程序设计分析M2.0